(57)【要約】【課題】本発明は、接触感知機能がある表示装置及びその駆動方法に関する。【解決手段】この表示装置は、外部光及びバックライト光を受けて第１感知信号を生成する第１感知部、外部光から遮断されており、バックライト光を受けて第２感知信号を生成する第２感知部、使用者の接触によって外部光を受け、バックライト光を受けて第３感知信号を生成する第３感知部、及び第１及び第２感知部からの第１及び第２感知信号に基づいて、第１基準信号及び第１基準信号より小さい第２基準信号を生成し、第１及び第２基準信号に応じて第３感知信号を選択的に出力する感知信号処理部を含む。本発明によれば、第１及び第２感知信号に基づいて第３感知信号を選択的に出力することにより、接触位置を判断する時間を短縮することができる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部光及びバックライト光を受けて第１感知信号を生成する第１感知部と、
前記外部光から遮断されており、前記バックライト光を受けて第２感知信号を生成する第２感知部と、
使用者の接触によって前記外部光を受け、前記バックライト光を受けて第３感知信号を生成する第３感知部と、
前記第１及び第２感知部からの前記第１及び第２感知信号に基づいて前記第３感知信号を選択的に出力する感知信号処理部と、
を含む、表示装置。
【請求項２】
前記感知信号処理部は、前記第１及び第２感知信号に基づいて、第１基準信号及び前記第１基準信号より小さい第２基準信号を生成し、前記第３感知信号が前記第１基準信号より大きかったり前記第２基準信号より小さければ一定の値を出力する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記一定の値は０である、請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記感知信号処理部は、前記第３感知信号が前記第１基準信号より小さく、前記第２基準信号より大きければ前記第３感知信号を出力する、請求項２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記感知信号処理部は、前記第１感知信号が前記第２感知信号より大きければ、前記第１感知信号から第１設定値を減算して前記第１基準信号を生成し、前記第２感知信号から第２設定値を減算して前記第２基準信号を生成する、請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記感知信号処理部は、前記第２感知信号が前記第１感知信号より大きければ、前記第２感知信号に第３設定値を加算して前記第１基準信号を生成し、前記第１感知信号に第４設定値を加算して前記第２基準信号を生成する、請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記感知信号処理部は、
前記第１及び第２基準信号を生成する演算部と、及び
前記第３感知信号が前記第１基準信号と前記第２基準信号との間の値を有すればハイレバルを出力し、前記第１基準信号より大きかったり前記第２基準信号より小さい値を有すればローレベルを出力する比較部と、
を含む、請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記比較部は、
非反転端子に前記第１基準信号が連結されており、反転端子に前記第３感知信号が連結されている第１比較器と、及び
非反転端子に前記第３感知信号が連結されており、反転端子に前記第２基準信号が連結されている第２比較器と、
を含む、請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記第１及び第２比較器の出力端子は互いに連結されており、抵抗を通して高電圧に連結されている、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記感知信号処理部は、前記演算部と前記比較部との間に連結されており、前記演算部からの前記第１及び第２基準信号をアナログ信号に変換して前記比較部に提供するデジタル−アナログ変換器をさらに含む、請求項７に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記感知信号処理部は、前記比較部からの出力信号に応じて前記第３感知信号を選択的に出力する出力部をさらに含む、請求項７に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記感知信号処理部は、前記第１乃至第３感知部から前記第１乃至第３感知信号を受けて所定の信号処理をする感知信号調整部をさらに含む、請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記感知信号処理部は、前記所定の信号処理された前記第１乃至第３感知信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器をさらに含む、請求項１２に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記出力部は複数の論理積素子を含み、前記論理積素子の入力端子は、前記アナログ−デジタル変換器の出力端子と前記比較部の出力端子とに連結されている、請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記第１乃至第３感知部が形成されている表示板をさらに含み、
前記第１及び第３感知部は前記表示板で映像を表示する表示領域中に位置し、前記第２感知部は前記表示領域外に位置する、請求項１に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記表示板は、前記外部光から前記第２感知部を遮断する遮光部材を含む、請求項１５に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記第１乃至第３感知部は、非晶質シリコン又は多結晶シリコン薄膜トランジスタからなる感知素子を含む、請求項１に記載の表示装置。
【請求項１８】
外部光及びバックライト光を受けて第１感知信号を生成する段階、
前記外部光を遮断し、前記バックライト光を受けて第２感知信号を生成する段階、
使用者の接触によって前記外部光を受け、前記バックライト光を受けて第３感知信号を生成する段階、及び
前記第１及び第２感知信号に基づいて前記第３感知信号を選択的に出力する段階
を含む、表示装置の駆動方法。
【請求項１９】
前記選択的出力段階は、
前記第１及び第２感知信号に基づいて第１基準信号及び前記第１基準信号より小さい第２基準信号を生成する段階と、及び
前記第３感知信号が前記第１基準信号より大きかったり前記第２基準信号より小さければ一定の値を出力する段階と、
を含む、請求項１８に記載の表示装置の駆動方法。
【請求項２０】
前記一定の値は０である、請求項１９に記載の表示装置の駆動方法。
【請求項２１】
前記選択的出力段階は、前記第３感知信号が前記第１基準信号より小さく、前記第２基準信号より大きければ前記第３感知信号を出力する段階をさらに含む、請求項１９に記載の表示装置の駆動方法。
【請求項２２】
前記第１及び第２基準信号生成段階は、前記第１感知信号が前記第２感知信号より大きければ、前記第１感知信号から第１設定値を減算して前記第１基準信号を生成し、前記第２感知信号から第２設定値を減算して前記第２基準信号を生成する段階を含む、請求項２１に記載の表示装置の駆動方法。
【請求項２３】
前記第１及び第２基準信号生成段階は、前記第２感知信号が前記第１感知信号より大きければ、前記第２感知信号に第３設定値を加算して前記第１基準信号を生成し、前記第１感知信号に第４設定値を加算して前記第２基準信号を生成する段階をさらに含む、請求項２２に記載の表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及びその駆動方法に関し、特に、接触感知機能を有する表示装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な液晶表示装置（ＬＣＤ）は、画素電極及び共通電極が備えられた二つの表示板と、その間に入っている誘電率異方性を有する液晶層とを含む。画素電極は行列形態に配列されており、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などスイッチング素子に連結されて一つの行ずつ順にデータ電圧の印加を受ける。共通電極は表示板の全面にかけて形成されており、共通電圧の印加を受ける。画素電極と共通電極及びその間の液晶層は回路的に見れば液晶キャパシタを構成し、液晶キャパシタは、これに連結されたスイッチング素子と共に画素を構成する基本単位となる。
【０００３】
このような液晶表示装置では、二つの電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、この電界の強さを調節して液晶層を通過する光の透過率を調節することによって所望の画像を得る。この時、液晶層に一方向の電界が長時間印加されることによって発生する劣化現象を防止するために、フレーム別に、行別に、又は画素別に共通電圧に対するデータ電圧の極性を反転させる。
【０００４】
最近、このような液晶表示装置に光センサーを備えた製品が開発されている。光センサーは、使用者の手又はタッチペン（touch  pen）などが液晶表示装置の画面に接触すればこれによる光の変化を感知し、これに基づいた感知信号を液晶表示装置に提供する。液晶表示装置は、光センサーから感知信号を受けて適切に処理して外部装置に伝送し、外部装置は、処理された感知信号から接触の有無及び接触位置などの接触情報を判断して、これに基づいた映像信号を液晶表示装置に伝送する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、正しい接触情報を判断するために外部装置は、処理された感知信号に相当する多数の２Ｄデータ（two dimensional data）を短時間内に処理しなければならない。例えば、光センサーの感知速度が６０Ｈｚである場合、１６.６ｍｓ内に１フレームのデータを処理しなければならない。しかし、高性能のプロセッサーで処理速度を向上させることができるが、この場合は原価が上昇する。また、光センサーの解像度を低くして処理時間を短縮することができるが、この場合は接触位置の精密度が落ちる。さらに、感知速度を低くして１フレームのデータを処理する時間を増やすことができるが、この場合は筆記体の認識感度が落ちる恐れがある。
【０００６】
したがって、本発明が目的とする技術的課題は、接触特性の良好な感知部を内蔵した表示装置及びその駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような技術的課題を解決するための本願第１発明による表示装置は、外部光及びバックライト光を受けて第１感知信号を生成する第１感知部、前記外部光から遮断されており、前記バックライト光を受けて第２感知信号を生成する第２感知部、使用者の接触によって前記外部光を受け、前記バックライト光を受けて第３感知信号を生成する第３感知部、及び前記第１及び第２感知部からの前記第１及び第２感知信号に基づいて前記第３感知信号を選択的に出力する感知信号処理部を含む。
【０００８】
感知信号処理部は、例えば、第１及び第２感知信号と第３感知信号との比較に応じて、第３感知信号の出力の有無を決定する。使用者による接触領域に相当する感知信号を選択的に出力し、接触位置を判断する時間を短縮することができる。つまり、接触位置を判断するために必要な信号のみを処理するようにすることで、処理時間を短縮する。
本願第２発明は、第１発明において、前記感知信号処理部は、前記第１及び第２感知信号に基づいて、第１基準信号及び前記第１基準信号より小さい第２基準信号を生成し、前記第３感知信号が前記第１基準信号より大きかったり前記第２基準信号より小さければ一定の値を出力することができる。
【０００９】
例えば、接触位置を判断するために必要な信号は、第１基準信号と第２基準信号との間の値である。よって、第３感知信号が第１基準信号と第２基準信号との間の値でなければ、一定の値を出力する。このように、接触位置を判断するために不要な信号の場合は、一定の値として出力することで演算量を減らして処理時間を短縮することができる。
本願第３発明は、第２発明において、前記一定の値は０であることができる。一定の値を０にすることで、演算が不要となり演算量を減らすことができる。
【００１０】
本願第４発明は、第２発明において、前記感知信号処理部は、前記第３感知信号が前記第１基準信号より小さく、前記第２基準信号より大きければ前記第３感知信号を出力することができる。
本願第５発明は、第４発明において、前記感知信号処理部は、前記第１感知信号が前記第２感知信号より大きければ、前記第１感知信号から第１設定値を減算して前記第１基準信号を生成し、前記第２感知信号から第２設定値を減算して前記第２基準信号を生成することができる。第３感知信号が第１基準信号と第２基準信号との間の値でなければ、一定の値を出力する。ここで、第１感知信号から第１設定を減算して第１基準信号を生成し、第２感知信号から第２設定値を減算して第２基準信号を生成することで、第１基準信号と第２基準信号との間に位置せずに除外される第３感知信号にマージンを与えることができる。つまり、第１基準信号及び第２基準信号付近の値をとる第３感知信号は、対応するレベルで出力される。
【００１１】
本願第６発明は、第５発明において、前記感知信号処理部は、前記第２感知信号が前記第１感知信号より大きければ、前記第２感知信号に第３設定値を加算して前記第１基準信号を生成し、前記第１感知信号に第４設定値を加算して前記第２基準信号を生成することができる。
本願第７発明は、第６発明において、前記感知信号処理部は、前記第１及び第２基準信号を生成する演算部、及び前記第３感知信号が前記第１基準信号と前記第２基準信号との間の値を有すればハイレバルを出力し、前記第１基準信号より大きかったり前記第２基準信号より小さい値を有すればローレベルを出力する比較部を含むことができる。
【００１２】
例えば、比較部の出力がＡＮＤゲートに入力される場合、第３基準信号が第１基準信号と第２基準信号との間の値では無くローレベルの出力が比較部から出力されると、ＡＮＤの出力はローレベルとなる。これにより、接触位置を判断するために不要な信号は、ローレベルで出力して演算量を減らして処理時間を短縮することができる。
本願第８発明は、第７発明において、前記比較部は、非反転端子に前記第１基準信号が連結されており、反転端子に前記第３感知信号が連結されている第１比較器、及び非反転端子に前記第３感知信号が連結されており、反転端子に前記第２基準信号が連結されている第２比較器を含むことができる。
【００１３】
本願第９発明は、第８発明において、前記第１及び第２比較器の出力端子は互いに連結されており、抵抗を通して高電圧に連結される。
本願第１０発明は、第７発明において、前記感知信号処理部は、前記演算部と前記比較部との間に連結されており、前記演算部からの前記第１及び第２基準信号をアナログ信号に変換して前記比較部に提供するデジタル−アナログ変換器をさらに含むことができる。
【００１４】
本願第１１発明は、第７発明において、前記感知信号処理部は、前記比較部からの出力信号に応じて前記第３感知信号を選択的に出力する出力部をさらに含むことができる。
本願第１２発明は、第１１発明において、前記感知信号処理部は、前記第１乃至第３感知部から前記第１乃至第３感知信号を受けて所定の信号処理をする感知信号調整部をさらに含むことができる。
【００１５】
本願第１３発明は、第１２発明において、前記感知信号処理部は、前記所定の信号処理された前記第１乃至第３感知信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器をさらに含むことができる。
本願第１４発明は、第１３発明において、前記出力部は複数の論理積素子を含み、前記論理積素子の入力端子は、前記アナログ−デジタル変換器の出力端子と前記比較部の出力端子とに連結される。
【００１６】
本願第１５発明は、第１発明において、前記第１乃至第３感知部が形成されている表示板をさらに含み、前記第１及び第３感知部は、前記表示板で映像を表示する表示領域中に位置し、前記第２感知部は前記表示領域外に位置することができる。
本願第１６発明は、第１５発明において、前記表示板は、前記外部光から前記第２感知部を遮断する遮光部材を含むことができる。
【００１７】
本願第１７発明は、第１発明において、前記第１乃至第３感知部は、非晶質シリコン又は多結晶シリコン薄膜トランジスタからなる感知素子を含むことができる。
本願第１８発明の他の特徴による表示装置の駆動方法は、外部光及びバックライト光を受けて第１感知信号を生成する段階、前記外部光を遮断し、前記バックライト光を受けて第２感知信号を生成する段階、使用者の接触によって前記外部光を受け、前記バックライト光を受けて第３感知信号を生成する段階、及び前記第１及び第２感知信号に基づいて前記第３感知信号を選択的に出力する段階を含む。
【００１８】
本願第１９発明は、第１８発明において、前記選択的出力段階は、前記第１及び第２感知信号に基づいて第１基準信号及び前記第１基準信号より小さい第２基準信号を生成する段階、及び前記第３感知信号が前記第１基準信号より大きかったり前記第２基準信号より小さければ一定の値を出力する段階を含む、表示装置の駆動方法を提供する。
本願第２０発明は、第１９発明において、前記一定の値は０である表示装置の駆動方法を提供する。
【００１９】
本願第２１発明は、第１９発明において、前記選択的出力段階は、前記第３感知信号が前記第１基準信号より小さく、前記第２基準信号より大きければ前記第３感知信号を出力する段階をさらに含む表示装置の駆動方法を提供する。
本願第２２発明は、第２１発明において、前記第１及び第２基準信号生成段階は、前記第１感知信号が前記第２感知信号より大きければ、前記第１感知信号から第１設定値を減算して前記第１基準信号を生成し、前記第２感知信号から第２設定値を減算して前記第２基準信号を生成する段階を含む表示装置の駆動方法を提供する。
【００２０】
本願第２３発明は、第２２発明において、前記第１及び第２基準信号生成段階は、前記第２感知信号が前記第１感知信号より大きければ、前記第２感知信号に第３設定値を加算して前記第１基準信号を生成し、前記第１感知信号に第４設定値を加算して前記第２基準信号を生成する段階をさらに含む表示装置の駆動方法を提供する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、基準感知部の感知信号に基づいて画素内部にある感知部の感知信号のうち、接触領域に対応する感知信号のみを選択的に出力することにより、接触位置を判断する時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
添付した図面を参照して、本発明の実施例について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。
図面においては、いろいろな層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体を通じて類似な部分については同一図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上にある”とする時、これは他の部分の直上にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の“直上にある”とする時には中間に他の部分がないことを意味する。
【００２３】
次に、本発明の実施例による接触感知機能を有する表示装置及びその駆動方法について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一つの実施例による液晶表示装置のブロック図であり、図２は、本発明の一つの実施例による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。
図１に示したように、本発明の一つの実施例による液晶表示装置は、液晶表示板組立体（liquid  crystal  panel  assembly）３００、これに連結された映像走査部４００、データ駆動部５００、感知走査部７００、感知信号処理部８００、データ駆動部５００に連結された階調電圧生成部５５０、及びこれらを制御する信号制御部６００を含む。
【００２４】
液晶表示板組立体３００は、等価回路で見れば複数の信号線（Ｇ1−Ｇn、Ｄ1−Ｄm、Ｓ1−ＳN、Ｐ1−ＰM、Ｐｓｇ、Ｐｓｄ）と、これに連結されており、ほぼ行列形態に配列された複数の画素（ＰＸ）とを含む。
信号線（Ｇ1−Ｇn、Ｄ1−Ｄm）は、映像走査信号を伝達する複数の映像走査線（Ｇ1−Ｇn）と、映像データ信号を伝達するデータ線（Ｄ1−Ｄm）とを含む。映像走査線（Ｇ1−Ｇn）はほぼ行方向に延びており、互いがほとんど並行に設けられ、データ線（Ｄ1−Ｄm）はほぼ列方向に延びており、互いがほとんど並行に設けられている。
【００２５】
図２に示すように、信号線（Ｓ1−ＳN、Ｐ1−ＰM）は、感知走査信号を伝達する複数の感知走査線（Ｓ1−ＳN）と感知信号を伝達する感知信号線（Ｐ1−ＰM）とを含む。感知走査線（Ｓ1−ＳN）はほぼ行方向に延びており、互いがほとんど並行し、感知信号線（Ｐ1−ＰM）はほぼ列方向に延びており、互いがほとんど並行する。
信号線（Ｐｓｇ、Ｐｓｄ）は、制御電圧（ＶSG）を伝達する制御電圧線（Ｐｓｇ）と入力電圧を伝達する入力電圧線（Ｐｓｄ）とを含み、行又は列方向に延びている。
【００２６】
図２及び図３を参考すると、各画素（ＰＸ）は、例えば、ｉ番目行（ｉ＝１，２,．．．,ｎ）とｊ番目行（ｊ＝１，２,．．．,ｍ）の一画素（ＰＸ１）は、映像走査線（Ｇi）及びデータ線（Ｄj）に連結されている表示部（ＤＣ）と、感知走査線（Ｓi）、感知信号線（Ｐj）、制御電圧線（Ｐｓｇ）及び入力電圧線（Ｐｓｄ）に連結されている感知部（ＳＣ）を含む。
【００２７】
表示部（ＤＣ）は、信号線（Ｇ、Ｄ）に連結されたスイッチング素子（Ｑｓ１）とこれに連結された液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）及び蓄積キャパシタ（Ｃｓｔ）を含む。蓄積キャパシタ（ＣST）は必要に応じて省略することができる。
薄膜トランジスタなどのスイッチング素子（Ｑｓ１）は三端子素子であって、その制御端子及び入力端子は各々映像走査線（Ｇ1−Ｇn）及びデータ線（Ｄ1−Ｄm）に連結されており、出力端子は液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）及び蓄積キャパシタ（Ｃｓｔ）に連結されている。
【００２８】
液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）は、液晶表示板組立体３００の下部表示板の画素電極（図示せず）と上部表示板の共通電極（図示せず）を二つの端子とし、二つの電極の間の液晶層は誘電体として機能する。画素電極はスイッチング素子（Ｑｓ１）に連結され、共通電極は上部表示板の前面に形成されており、共通電圧Ｖｃｏｍの印加を受ける。
液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）の補助的な役割を果たす蓄積キャパシタ（Ｃｓｔ）は、下部表示板に備えられた別個の信号線（図示せず）と画素電極とが絶縁体を間に置いて重なって形成され、この別個の信号線には共通電圧Ｖｃｏｍなどの決められた電圧が印加される。しかし、蓄積キャパシタ（Ｃｓｔ）は、画素電極が絶縁体を媒介として真上の前端ゲート線と重なって形成されることができる。
【００２９】
一方、色表示を実現するためには、各画素（ＰＸ）が三原色のうちの一つを固有に表示したり（空間分割）、各画素が時間に従って交互に三原色を表示するように（時間分割）して、これら三原色の空間的、時間的合計により所望の色相が認識されるようにする。空間分割の一例として、各画素が画素電極に対応する領域に赤色、緑色、又は青色の色フィルター（図示せず）を備えることができる。
【００３０】
感知部（ＳＣ）は、信号線（Ｐｓｇ、Ｐｓｄ）に連結された感知素子（Ｑｐ）、信号線（Ｓi、Ｐj）に連結されたスイッチング素子（Ｑｓ２）とこれらに連結された感知信号キャパシタ（Ｃｐ）を含む。しかし、全ての画素がこのような感知部（ＳＣ）を含む必要はなく、例えば、複数の画素（ＰＸ）のうちの一つの画素が感知部（ＳＣ）を含んだり、所定の間隔で設けられた画素（ＰＸ）ごとに感知部を含むこともできる。つまり、感知部（ＳＣ）の形成密度は必要に応じて調整でき、そのために感知走査線（Ｓ1−ＳN）及び感知信号線（Ｐ1−ＰM）の数も調整できる。
【００３１】
感知素子（Ｑｐ）は三端子素子であって、その制御端子及び入力端子は各々制御電圧線（Ｐｓｇ）と入力電圧線（Ｐｓｄ）に連結されており、出力端子は感知信号キャパシタ（Ｃｐ）とスイッチング素子（Ｑｓ２）に連結されている。感知素子（Ｑｐ）は、非晶質シリコン又は多結晶シリコンから形成されているチャンネル部半導体を含む。そのチャンネル部半導体に光が照射されれば、チャンネル部半導体が光電流を形成し、入力電圧線（Ｐｓｄ）に印加された入力電圧（ＶSD）により、光電流が感知信号キャパシタ（Ｃｐ）及びスイッチング素子（Ｑｓ２）方向に流れる。
【００３２】
感知信号キャパシタ（Ｃｐ）は、感知素子（Ｑｐ）と制御電圧線（Ｐｓｇ）との間に連結されており、感知素子（Ｑｐ）からの光電流による電荷を蓄積して所定の電圧を維持する。感知信号キャパシタ（Ｃｐ）は必要に応じて省略することができる。
スイッチング素子（Ｑｓ２）もまた三端子素子であって、その制御端子、出力端子、及び入力端子は、各々感知走査線（Ｓ1−ＳN）、感知信号線（Ｐ1−ＰM）、及び感知素子（Ｑｐ）に連結されている。スイッチング素子（Ｑｓ２）は、感知走査線（Ｓ1−ＳN）にスイッチング素子（Ｑｓ２）をターンオンさせる電圧が印加されれば、感知信号キャパシタ（Ｃｐ）に保存されている電圧又は感知素子（Ｑｐ）からの光電流を感知信号（ＶP1−ＶPM）として感知信号線（Ｐ1−ＰM）に出力する。
【００３３】
ここで、スイッチング素子（Ｑｓ１、Ｑｓ２）及び感知素子（ＱP）は、非晶質シリコン又は多結晶シリコン薄膜トランジスタからなることができる。
一方、感知部（ＳＣ）が、画素（ＰＸ）に含まれていると説明したが、感知部（ＳＣ）は画素（ＰＸ）の間又は画素（ＰＸ）外の別途の領域に配置されることもできる。
階調電圧生成部５５０は、画素（ＰＸ）の透過率に対応する二組の複数階調電圧を生成する。二組のうちの一組は共通電圧Ｖcomに対して正の値を有し、他の一組は負の値を有する。
【００３４】
映像走査部４００は、液晶表示板組立体３００の映像走査線（Ｇ1−Ｇn）に連結されて、ゲートオン電圧（Ｖon）とゲートオフ電圧（Ｖoff）の組み合わせからなる映像走査信号を映像走査線（Ｇ1−Ｇn）に印加する。
データ駆動部５００は液晶表示板組立体３００のデータ線（Ｄ1−Ｄm）に連結されて、階調電圧生成部５５０からの階調電圧を選択してデータ信号として画素（ＰＸ）に印加する。
【００３５】
感知走査部７００は液晶表示板組立体３００の感知走査線（Ｓ1−ＳN）に連結されて、ゲートオン電圧（Ｖon）とゲートオフ電圧（Ｖoff）の組み合わせからなる感知走査信号を感知走査線（Ｓ1−ＳN）に印加する。
感知信号処理部８００は、液晶表示板組立体３００の感知信号線（Ｐ1−ＰM）に連結されて、感知信号線（Ｐ1−ＰM）を通して出力される感知信号（ＶP1−ＰPM）を受信して所定の信号処理を行う。
【００３６】
信号制御部６００は、映像走査部４００、データ駆動部５００、感知走査部７００、感知信号処理部８００などの動作を制御する。
映像走査部４００、データ駆動部５００、感知走査部７００又は感知信号処理部８００は、複数の駆動集積回路チップの形態に液晶表示板組立体３００上に直接装着されたり、可撓性印刷回路膜（図示せず）上に装着されて、ＴＣＰ（tape  carrier  package）の形態で液晶表示板組立体３００に付着されることもできる。それとは異なって、映像走査部４００、データ駆動部５００、感知走査部７００又は感知信号処理部８００が液晶表示板組立体３００に集積されることもできる。
【００３７】
又は、映像走査部４００、データ駆動部５００、感知走査部７００、感知信号処理部８００、及び信号制御部６００はワンチップ（one-chip）という単一チップ（図示せず）内に集積されることもできる。液晶表示装置を駆動する処理ユニット４００、５００、６００、７００、８００を単一チップ内に集積することによって実装面積を減らすことができ、消費電力も低減することができる。もちろん、必要に応じて、各処理ユニット又は各処理ユニットで使用される回路素子を単一チップ外部に位置させることもできる。
【００３８】
以下では、このような液晶表示装置の表示動作及び光感知動作についてより詳細に説明する。
信号制御部６００は、外部のグラフィック制御機（図示せず）から入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及びその表示を制御する入力制御信号、例えば、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃと水平同期信号Ｈｓｙｎｃ、メインクロック（ＭＣＬＫ）、データイネーブル信号（ＤＥ）などの提供を受ける。信号制御部６００は、入力映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と入力制御信号に基づいて映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を液晶表示板組立体３００の動作条件に合うように適切に処理し、映像走査制御信号（ＣＯＮＴ１）及びデータ制御信号（ＣＯＮＴ２）などを生成する。その後、信号制御部６００は、映像走査制御信号（ＣＯＮＴ１）を映像走査部４００に伝送し、データ制御信号（ＣＯＮＴ２）と処理した映像信号（ＤＡＴ）とはデータ駆動部５００に伝送する。また、信号制御部６００は、入力制御信号に基づいて感知走査制御信号（ＣＯＮＴ３）及び読取制御信号（ＣＯＮＴ４）を生成した後、感知走査制御信号（ＣＯＮＴ３）を感知走査部７００に伝送し、読取制御信号（ＣＯＮＴ４）を感知信号処理部８００に伝送する。
【００３９】
映像走査制御信号（ＣＯＮＴ１）は、ゲートオン電圧（Ｖon）の走査開始を指示する走査開始信号（ＳＴＶ）とゲートオン電圧（Ｖon）の出力を制御する少なくとも一つのクロック信号などを含む。
データ制御信号（ＣＯＮＴ２）は、一つの画素行のデータ伝送を知らせる水平同期開始信号（ＳＴＨ）、データ線（Ｄ1−Ｄm）に当該データ電圧の印加命令であるロード信号（ＬＯＡＤ）、共通電圧Ｖｃｏｍに対するデータ電圧の極性（以下、“共通電圧に対するデータ電圧の極性”を略称して“データ電圧の極性”という）を反転させる反転信号（ＲＶＳ）、及びデータクロック信号（ＨＣＬＫ）などを含む。
【００４０】
データ駆動部５００は、信号制御部６００からのデータ制御信号（ＣＯＮＴ２）に応じて一つの行の画素に対する映像データ（ＤＡＴ）を受信し、階調電圧生成部５５０からの階調電圧のうちの各映像データ（ＤＡＴ）に対応する階調電圧を選択することにより、映像データ（ＤＡＴ）を当該データ電圧に変換した後にこれを当該データ線（Ｄ1−Ｄm）に印加する。
【００４１】
映像走査部４００は、信号制御部６００からの映像走査制御信号（ＣＯＮＴ１）に応じてゲートオン電圧（Ｖon）を映像走査線（Ｇ1−Ｇn）に印加してこの映像走査線（Ｇ1−Ｇn）に連結されたスイッチング素子（Ｑｓ１）を導通させ、これによりデータ線（Ｄ1−Ｄm）に印加されたデータ電圧が、導通したスイッチング素子（Ｑｓ１）を通して当該画素（ＰＸ）に印加される。
【００４２】
画素（ＰＸ）に印加されたデータ電圧と共通電圧Ｖｃｏｍの差は液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）の充電電圧、つまり、画素電圧として現れる。画素電圧の大きさによって画素を通過する光の透過率が変わり、所望の映像を表示することができる。
１水平周期（又は“１Ｈ”：水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、データイネーブル信号（ＤＥ）の一周期）が終われば、データ駆動部５００と映像走査部４００は次行の画素（ＰＸ）に対して同一な動作を繰り返す。このような方式で、１フレームの間、全ての映像走査線（Ｇ1−Ｇn）に対して順にゲートオン電圧（Ｖon）を印加して全ての画素にデータ電圧を印加する。１フレームが終われば、次のフレームが始まり、各画素に印加されるデータ電圧の極性が直前フレームでの極性と反対になるようにデータ駆動部５００に印加される反転信号（ＲＶＳ）の状態が制御される（“フレーム反転”）。この時、１フレーム内でも反転信号（ＲＶＳ）の特性によって一つのデータ線を通して流れるデータ電圧の極性が変わったり（例：列反転、点反転）、一つの画素行に印加されるデータ電圧の極性も互いに異なることができる（例：行反転、点反転）。
【００４３】
感知走査部７００は、信号制御部６００からの感知走査制御信号（ＣＯＮＴ３）に応じてゲートオン電圧（Ｖon）を感知走査線（Ｓ1−ＳN）に印加して、この感知走査線（Ｓ1−ＳN）に連結されたスイッチング素子（Ｑｓ２）をターンオンさせ、これにより感知素子（Ｑｐ）からの感知信号（ＶP1−ＶPM）がターンオンされたスイッチング素子（Ｑｓ２）を通して当該感知信号線（Ｐ1−ＰM）に印加される。
【００４４】
感知信号処理部８００は、読取制御信号（ＣＯＮＴ４）に応じて感知信号線（Ｐ1−ＰM）に印加されている感知信号（ＶP1−ＶPM）を読み込む。感知信号処理部８００は、読み込んだ感知信号（ＶP1−ＶPM）を増幅及びフィルタリングなどで信号処理をした後、デジタル信号（ＤＳＮ）に変換して外部装置に伝送する。外部装置は、このデジタル信号（ＤＳＮ）に対して適切な演算処理を行って接触の有無及び接触位置を調べた後、これに基づいた映像信号を液晶表示装置に伝送する。感知信号処理部８００については、以後より詳細に説明する。
【００４５】
以下、本発明の一つの実施例による液晶表示装置の構造について、図３乃至図５を参照して詳細に説明する。
図３は本発明の一つの実施例による液晶表示装置の配置図の一例であり、図４及び図５は、各々図３の液晶表示装置のＩＶ−ＩＶ´線及びＶ−Ｖ´線による断面図である。
本発明の一つの実施例による液晶表示装置は、薄膜トランジスタ表示板１００とこれと対向している共通電極表示板２００、及び薄膜トランジスタ表示板１００と共通電極表示板２００との間に入っている液晶層３からなる。
【００４６】
まず、薄膜トランジスタ表示板１００には、図３乃至図５に示したように、絶縁基板１１０上に複数の映像走査線１２１ａ、複数の維持電極線１３１、複数の感知走査線１２１ｂ、及び複数の制御電圧線１２２が形成されている。
走査線１２１ａ、１２１ｂ及び制御電圧線１２２は主に横方向に延在して、各行ごとに互いに分離されており、各々映像走査信号、感知走査信号、及び制御電圧（ＶSG）を伝達し、各々複数の制御端子電極１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃを含む。制御電圧線１２２は、制御端子電極１２４ｃから延在した拡張部１２７含む。
【００４７】
維持電極線１３１は主に横方向に延在しており、維持電極１３７を構成する複数の突出部を含む。維持電極線１３１は、共通電極表示板２００の共通電極２７０に印加される共通電圧などの予め決められた電圧の印加を受ける。
走査線１２１ａ、１２１ｂ、維持電極線１３１、及び制御電圧線１２２は、アルミニウムとアルミニウム合金などのアルミニウム系の金属、銀と銀合金などの銀系の金属、銅と銅合金などの銅系の金属、モリブデンとモリブデン合金などのモリブデン系の金属、クロム、チタン、タンタルなどからなるのが好ましい。走査線１２１ａ、１２１ｂ、維持電極線１３１、及び制御電圧線１２２は、物理的性質が異なる二つの膜、つまり、下部膜（図示せず）とその上の上部膜（図示せず）とを含むことができる。上部膜は、走査線１２１ａ、１２１ｂ、維持電極線１３１、及び制御電圧線１２２の信号遅延や電圧降下を減らすことができるように低い比抵抗の金属、例えば、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金などアルミニウム系の金属からなる。これとは異なって、下部膜は他の物質、特に、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）及びＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）との接触特性に優れた物質、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、モリブデン合金、クロム（Ｃｒ）などからなる。下部膜と上部膜の組み合わせの例としては、クロム/アルミニウム−ネオジム（Ｎｄ）合金がある。
【００４８】
走査線１２１ａ、１２１ｂ、維持電極線１３１、及び制御電圧線１２２は、単一膜構造を有したり三層以上を含むことができる。
また、走査線１２１ａ、１２１ｂ、維持電極線１３１、及び制御電圧線１２２は、側面は基板１１０の表面に対して傾いており、その傾斜角は基板１１０の表面に対して約３０°〜８０゜である。このように側面が傾斜しているとその上部の膜を平坦化し易く、また上部の配線の断線を防止することができる。
【００４９】
走査線１２１ａ、１２１ｂ、維持電極線１３１、及び制御電圧線１２２の上には、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）などからなる絶縁膜１４０が形成されている。
絶縁膜１４０上部には、水素化非晶質シリコン（非晶質シリコンは略称ａ−Ｓｉに使う）などからなる複数の線状半導体１５１ａ、及び複数の島型半導体１５４ｃ、１５４ｂ、１５２が形成されている。線状半導体１５１ａは主に縦方向に延在しており、これから複数の突出部（projection）１５４ａが制御端子電極１２４ａに向かって延在しており、これから複数の拡張部１５７が延在している。また、線状半導体１５１は、走査線１２１ａ、１２１ｂ、維持電極線１３１、及び制御電圧線１２２と重畳する地点付近で幅が大きくなって、走査線１２１ａ、１２１ｂ、維持電極線１３１、及び制御電圧線１２２の広い面積を覆っている。
【００５０】
半導体１５１ａの上部には、シリサイド又はｎ型不純物が高濃度にドーピングされているｎ+水素化非晶質シリコンなどの物質からなる複数の線状及び島型抵抗性接触部材１６１ａ、１６３ｂ、１６３ｃ、１６５ａ、１６５ｂ、１６５ｃが形成されている。線状接触部材１６１ａは、複数の突出部１６３ａを有しており、この突出部１６３ａと島型接触部材１６５ａは対を成して半導体１５１の突出部１５４ａ上に位置する。また、島型接触部材１６３ｂ、１６５ｂ及び島型接触部材１６３ｃ、１６５ｃも対を成して島型半導体１５４ｂ、１５４ｃ上に各々位置する。
【００５１】
半導体１５１ａ、１５２、１５４ｂ、１５４ｃと抵抗性接触部材１６１ａ、１６３ｂ、１６３ｃ、１６５ａ、１６５ｂ、１６５ｃの側面もまた基板１１０の表面に対して傾いており、その傾斜角は３０°〜８０゜である。
抵抗性接触部材１６１ａ、１６３ｂ、１６３ｃ、１６５ａ、１６５ｂ、１６５ｃ及び絶縁膜１４０上には、複数のデータ線１７１ａ、複数の入力電圧線１７２、及び複数の感知信号線１７１ｂ、複数の出力端子電極１７５ｃ、１７５ａ、及び複数の入力端子電極１７３ｂが形成されている。
【００５２】
データ線１７１ａ、入力電圧線１７２、及び感知信号線１７１ｂは、主に縦方向に延在し、走査線１２１ａ、１２１ｂ、維持電極線１３１、及び制御電圧線１２２と交差して各々データ電圧、感知入力電圧、及び感知信号を伝達する。
各出力端子電極１７５ａは、一つの維持電極１３７と重なる拡張部１７７ａを含む。データ線１７１ａの縦部の各々は複数の突出部を含み、この突出部を含む縦部が出力端子電極１７５ａの一端部分を一部囲む入力端子電極１７３ａを成す。一つの制御端子電極１２４ａ、一つの入力端子電極１７３ａ、及び一つの出力端子電極１７５ａは、半導体１５１ａの突出部１５４ａと共に一つの薄膜トランジスタを構成し、薄膜トランジスタのチャンネルは、入力端子電極１７３ａと出力端子電極１７５ａとの間の突出部１５４に形成される。この薄膜トランジスタがスイッチング素子（Ｑｓ１）として機能する。
【００５３】
各入力電圧線１７２は、図中、横方向に延在する複数の横部と、縦方向に延在する複数の縦部を含む。入力電圧線１７２の横部中の一部は複数の突出部を含み、この突出部を含む横部が出力端子電極１７５ｃの一端部分を一部囲む入力端子電極１７３ｃを成す。一つの制御端子電極１２４ｃ、一つの入力端子電極１７３ｃ、及び一つの出力端子電極１７５ｃは、半導体１５４ｃと共に一つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を成し、薄膜トランジスタのチャンネルは、入力端子電極１７３ｃと出力端子電極１７５ｃとの間の半導体１５４ｃに形成される。この薄膜トランジスタは感知素子（Ｑｐ）として機能する。
【００５４】
出力端子電極１７５ｃと入力端子電極１７３ｂとは互いに連結されている。感知信号線１７１ｂから入力端子電極１７３ｂに向かって延びた枝が出力端子電極１７５ｂを成す。一対の入力端子電極１７３ｂと出力端子電極１７５ｂとは各々互いに分離されており、制御端子電極１２４ｂに対して各々互いに反対側に位置する。一つの制御端子電極１２４ｂ、一つの入力端子電極１７３ｂ、及び一つの出力端子電極１７５ｂは、半導体１５４ｂと共に一つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成し、薄膜トランジスタのチャンネルは、入力端子電極１７３ｂと出力端子電極１７５ｂとの間の半導体１５４ｂに形成される。この薄膜トランジスタはスイッチング素子（Ｑｓ２）として機能する。
【００５５】
各出力端子電極１７５ｃは、一つの制御電圧線１２２の拡張部１２７と重なる拡張部１７７ｃを含み、感知信号キャパシタ（Ｃｐ）は、この二つの拡張部１２７、１７７ｃが重なって形成される。
データ線１７１ａ、入力電圧線１７２、感知信号線１７１ｂ、出力端子電極１７５ｃ、１７５ａ、及び入力端子電極１７３ｂは、クロム又はモリブデン系の金属、タンタル及びチタニウムなど耐火性金属からなるのが好ましく、モリブデン（Ｍｏ）、モリブデン合金、クロム（Ｃｒ）などの下部膜（図示せず）とその上に位置したアルミニウム系金属の上部膜（図示せず）とからなる多層膜構造を有することができる。
データ線１７１ａ、入力電圧線１７２、感知信号線１７１ｂ、出力端子電極１７５ｃ、１７５ａ、及び入力端子電極１７３ｂも、走査線１２１ａ、１２１ｂ、維持電極線１３１、及び制御電圧線１２２と同様にその側面が約３０°〜８０゜の角度で各々傾いてある。
【００５６】
抵抗性接触部材１６１ａ、１６３ｂ、１６３ｃ、１６５ａ、１６５ｂ、１６５ｃは、その下部の半導体１５１ａ、１５２、１５４ｂ、１５４ｃとその上部のデータ線１７１ａ、入力電圧線１７２、感知信号線１７１ｂ、出力端子電極１７５ｃ、１７５ａ、及び入力端子電極１７３ｂとの間にのみ存在して、接触抵抗を低くする役割を果たす。線状半導体１５１ａは、入力端子電極１７３ａと出力端子電極１７５ａとの間を始めとして、データ線１７１ａ及び出力端子電極１７５ａに覆われない露出された部分を有しており、大部分の所では線状半導体１５１ａの幅がデータ線１７１ａの幅より小さいが、走査線１２１ａ、１２１ｂ、維持電極線１３１、及び制御電圧線１２２と会う部分では幅が大きくなって、走査線１２１ａ、１２１ｂ、維持電極線１３１、及び制御電圧線１２２とデータ線１７１ａとの間の絶縁を強化する。
【００５７】
データ線１７１ａ、入力電圧線１７２、感知信号線１７１ｂ、出力端子電極１７５ｃ、１７５ａ、及び入力端子電極１７３ｂと露出された半導体１５１ａ部分の上には、保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０は、無機物質である窒化ケイ素や酸化ケイ素などからなる下部膜１８０ｐと、平坦化特性が優れており、感光性を有する有機物質からなる上部膜１８０ｑとを含む。この時、上部膜１８０ｑの表面は凹凸パターンを有し、上部膜１８０ｑ上に形成される反射電極１９４に凹凸パターンを誘導して反射電極１９４の反射効率を極大化する。
【００５８】
保護膜１８０には、出力端子電極１７５ａの拡張部１７７ａを露出する接触孔１８５が形成されている。接触孔１８５は多角形又は円形など多様な模様で形成されることができる。接触孔１８５の側壁は３０°〜８５゜の角度で傾いているか又は階段型である。
保護膜１８０上には、複数の画素電極１９０が形成されている。
画素電極１９０は、透明電極１９２及び透明電極１９２上部に形成されている反射電極１９４を含む。透明電極１９２は、透明な導電物質であるＩＴＯ又はＩＺＯにからなり、反射電極１９４は、不透明であり、反射度を有するアルミニウム又はアルミニウム合金、銀又は銀合金などからなることができる。画素電極１９０は、モリブデン又はモリブデン合金、クロム、チタニウム又はタンタルなどからなる接触補助層（図示せず）をさらに含むことができる。接触補助層は、透明電極１９２と反射電極１９４の接触特性を確保し、透明電極１９２が反射電極１９４を酸化できないようにする役割を果たす。
一つの画素は、大きく透過領域（ＴＡ）と反射領域（ＲＡ）とに区分されるが、透過領域（ＴＡ）１９５は反射電極１９４が除去されている領域であり、反射領域（ＲＡ）は反射電極１９４が存在する領域である。透過領域（ＴＡ）１９５には上部膜１８０ｑが除去されていて、透過領域（ＴＡ）１９５のセル間隔と反射領域（ＲＡ）のセル間隔とは互いに異なる。
【００５９】
一方、半導体１５４ｃ上部には、上部膜１８０ｑ、及び画素電極１９０が除去されて半導体１５４ｃを外部光に露出させる開口部１９９が形成されている。
画素電極１９０は、接触孔１８５を介して出力端子電極１７５ａの拡張部１７７ａと物理的・電気的に連結され、出力端子電極１７５ａからデータ電圧の印加を受ける。データ電圧が印加された画素電極１９０は共通電極２７０と共に電場を生成することにより、両者の液晶層３の液晶分子を再配列させる。
【００６０】
また、前述のように、画素電極１９０と共通電極２７０は液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）を構成して、薄膜トランジスタがターンオフされた後にも印加された電圧を維持するが、電圧維持能力を強化するために、液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）と並列に連結された蓄積キャパシタ（ＣST）を位置させる。蓄積キャパシタ（Ｃｓｔ）は、出力端子電極１７５ａの拡張部１７７ａと維持電極１３７とが重なって形成される。蓄積キャパシタ（Ｃｓｔ）は、画素電極１９０及びこれと隣接する映像走査線１２１ａとの重畳などで形成されることができ、この時の維持電極線１３１は省略できる。
【００６１】
画素電極１９０は、走査線１２１ａ、１２１ｂ及び隣接するデータ線１７１ａが互いに重畳して形成されることで開口率を高めているが、重ならないこともある。
画素電極１９０の材料としては透明な導電性ポリマーなどを使用することもでき、反射型液晶表示装置の場合には不透明な反射性金属を用いてもよい。
一方、薄膜トランジスタ表示板１００と対向する共通電極表示板２００には、透明なガラスなどの絶縁物質からなる基板２１０上にブラックマトリックスという遮光部材２２０が形成されている。遮光部材２２０は、画素電極１９０の間の光漏れを防止して、画素電極１９０と対向する開口領域を定義する。
【００６２】
複数の色フィルター２３０が基板２１０と遮光部材２２０の上に形成されており、遮光部材２２０が定義する開口領域内にほとんど入れるように配置されている。隣接する二つのデータ線１７１ａの間に位置して縦方向に配列された色フィルター２３０は、互いに連結されて一つの帯を形成することができる。各色フィルター２３０は、赤色、緑色、及び青色などの三原色のうちの一つを示すことができる。
【００６３】
色フィルター２３０及び遮光部材２２０上には、有機物質などからなる蓋膜２５０が形成されて色フィルター２３０を保護し、表面を平坦にする。
蓋膜２５０上には、ＩＴＯ又はＩＺＯなどの透明な導電物質からなっている共通電極２７０が形成されている。
液晶表示板組立体３００の二つの表示板１００、２００のうちの少なくとも一つの外側面には、光を偏光させる偏光子（図示せず）が付着されている。
【００６４】
一方、本発明の一つの実施例による液晶表示装置は、少なくとも一つの基準感知部（ＰＳＡ、ＰＳＢ）を含む。基準感知部（ＰＳＡ、ＰＳＢ）は、画素内部にある感知部による感知信号の処理を可能とするために、外部光及び/又はバックライト光を感知する。このような基準感知部（ＰＳＡ、ＰＳＢ）について、図６Ａ乃至図７を参照して詳細に説明する。
【００６５】
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の一つの実施例による液晶表示装置の基準感知部を示した概略図であり、図７は、図６Ａ及び図６Ｂに示されている基準感知部が液晶表示板組立体に実装される位置を示した概略図である。
図６Ａに示した基準感知部（ＰＳＡ）は、感知走査線（Ｓ1）に連結されている画素（ＰＸ）内部の感知部（ＳＣ）であって、感知素子（Ｑｐ）、スイッチング素子（Ｑｓ２）、及び感知信号キャパシタ（Ｃｐ）を含む。図７に示したように、液晶表示板組立体３００は、映像を表示する表示領域（ＤＡ）と表示領域（ＤＡ）を取り囲む周辺領域（ＰＡ）を含む。ここで、基準感知部（ＰＳＡ）は表示領域（ＤＡ）の最上端に位置する。しかし、必要に応じて、基準感知部（ＰＳＡ）は周辺領域（ＰＡ）に位置することができ、感知部と別個にすることができる。基準感知部（ＰＳＡ）が液晶表示板組立体３００の最上端に位置すれば、使用者の接触による影などの影響を最大限受けないことができる。
【００６６】
図６Ｂに示した基準感知部（ＰＳＢ）も、感知部（ＳＣ）のように感知素子（Ｑｐ）、スイッチング素子（Ｑｓ２）、及び感知信号キャパシタ（Ｃｐ）を含む。ここで、基準感知部（ＰＳＢ）は、基準感知部（ＰＳＡ）とは異なって基準感知部（ＰＳＡ）上の周辺領域（ＰＡ）に位置し、感知走査線（Ｓ1−ＳN）以外の別途の感知走査線（Ｓ0）に連結されている。
【００６７】
一方、必要に応じて基準感知部（ＰＳＡ、ＰＳＢ）は液晶表示板組立体３００の最下端に位置することもでき、この時の基準感知部（ＰＳＡ）は感知走査線（ＳN）に連結される。一方、基準感知部（ＰＳＢ）は基準感知部（ＰＳＡ）下の周辺領域（ＰＡ）に位置するように配置されることも可能である。
基準感知部（ＰＳＡ）は、その感知素子（Ｑｐ）上の遮光部材２２０や反射電極１９４の不透明部材（ＯＭ１）が開口されていてこれを通して外部光を受ける。そして、基準感知部（ＰＳＡ）の下部又は周辺の不透明部材（ＯＭ２、ＯＭ３）の間の開口部を通してバックライト光を受ける。その他にも、基準感知部（ＰＳＡ）は、これを形成する膜又は基準感知部（ＰＳＡ）内部及び外部に共に存在する膜と膜周辺の物質層によってガイドされたバックライト光を受けることができる。基準感知部（ＰＳＡ）は、外部光とバックライト光が照射されれば、これらに依存する感知信号を生成する。
【００６８】
これとは違って、基準感知部（ＰＳＢ）は、その感知素子（Ｑｐ）の上部が遮光部材２２０や反射電極１９４の不透明部材（ＯＭ１）によって閉鎖されていて、感知素子（Ｑｐ）は外部光から遮断される。そして、基準感知部（ＰＳＢ）の下部又は周辺の不透明部材（ＯＭ２、ＯＭ３）の間の開口部を通してバックライト光を受けたり、前述のようにガイドされたバックライト光を受けることができる。また、基準感知部（ＰＳＢ）は基準感知部（ＰＳＡ）とは異なって、開口が無いために透過されずに反射電極１９４に反射されたバックライト光をさらに受ける。基準感知部（ＰＳＢ）は、バックライト光が照射されればこれに依存する感知信号を生成する。
【００６９】
本発明の実施例による液晶表示装置は、このような基準感知部（ＰＳＡ、ＰＳＢ）を複数個含むことができ、基準感知部（ＰＳＡ、ＰＳＢ）は、感知部（ＳＣ）と同様に、感知信号線（Ｐ1−ＰM）に連結されていて、感知走査信号に応じて感知信号（ＶP1−ＶPM）を感知信号線（Ｐ1−ＰM）に伝送する。基準感知部（ＰＳＡ、ＰＳＢ）が複数個である場合、これらの感知信号（ＶP1−ＶPM）を平均化することによって外部光及び/又はバックライト光を感知し、これにより感知部（ＳＣ）の感知信号と１：１で対応可能になる。
【００７０】
以下では、基準感知部（ＰＳＡ、ＰＳＢ）の感知信号を利用して感知部（ＳＣ）の感知信号を処理する本発明の一つの実施例による液晶表示装置の感知信号処理部について、図８乃至図１０を参照して説明する。
図８は、本発明の一つの実施例による液晶表示装置の感知信号処理部を示したブロック図であり、図９Ａ及び図９Ｂは、本発明の一つの実施例による液晶表示装置の感知部の感知信号を示した図であり、図１０は、本発明の一つの実施例による液晶表示装置の比較部の入出力信号の関係を示した図である。
【００７１】
図８に示したように、感知信号処理部８００は、感知信号調整部８１０、アナログ−デジタル変換器８２０、及び感知信号抽出部８３０を含む。
感知信号調整部８１０は、感知信号線（Ｐ1−ＰM）を通して感知信号（ＶP1−ＶPM）を受けて、これらを増幅及び/又はフィルタリングした後、並列−直列変換して直列感知信号（ＳＳａ、ＳＳｂ、ＳＳｔ）を伝送する。ここで、ＳＳａは基準感知部（ＰＳＡ）の感知信号に対する直列感知信号、ＳＳｂは基準感知部（ＰＳＢ）の感知信号に対する直列感知信号、ＳＳｔは感知部（ＳＣ）の感知信号に対する直列感知信号を示す。
【００７２】
アナログ−デジタル変換器８２０は、感知信号調整部８１０からの直列感知信号（ＳＳａ、ＳＳｂ、ＳＳｔ）をデジタル感知データ（ＤＳＳａ、ＤＳＳｂ、ＤＶｉｎ）に変換して伝送する。
感知信号抽出部８３０は、演算部８３２、デジタル−アナログ変換器８３４、比較部８３６、及び出力部８３８を含む。
【００７３】
演算部８３２は、アナログ−デジタル変換器８２０から基準感知部（ＰＳＡ、ＰＳＢ）の感知信号（ＶP1−ＶPM）に各々対応するデジタル感知データ（ＤＳＳａ、Ｄｓｓｂ）を受けて、所定の演算処理をして基準データ（ＤＶｕ、ＤＶｌ）を生成し、感知データ（ＤＶｕ、ＤＶｌ）を記憶するラッチ（図示せず）及び基準データ（ＤＶｕ、ＤＶｌ）を生成する演算ロジック（図示せず）を含む。これについて、図９Ａ及び図９Ｂを参照して詳細に説明する。
【００７４】
図９Ａ及び図９Ｂの横軸は、液晶表示板組立体３００の感知信号線（Ｐ1−ＰM）に対するＸ座標を示し、縦軸は、各Ｘ座標での感知信号（ＶP1−ＶPM）に対応する直列感知信号（ＳＳｔ）の電圧レベルを示す。ここで、感知信号（ＶP1−ＶPM）は、感知走査線（Ｓi）に連結されている感知部（ＳＣ）の出力信号であり、感知走査線（Ｓi）と感知信号線（ＰT）とが交差する所で使用者の接触があると仮定する。ここで、Ｔは１〜Ｍのいずれかである。
【００７５】
一方、接触位置［Ｘ（ＰT）］での感知部（ＳＣ）は、使用者の接触によって外部光から遮断されてバックライト光のみを印加されるので、外部光から遮断されている基準感知部（ＰＳＢ）と実質的に同一な状態になる。したがって、接触位置［Ｘ（ＰT）］での直列感知信号（ＳＳｔ）の電圧レベルと基準感知部（ＰＳＢ）の直列感知信号（ＳＳｂ）の電圧レベル（Ｖｂ）は実質的に同一である。また、接触されていない位置での感知部（ＳＣ）は、外部光及びバックライト光の印加を受けるので、基準感知部（ＰＳＡ）と実質的に同一な状態になる。したがって、接触されていない位置での直列感知信号（ＳＳｔ）の電圧レベルと基準感知部（ＰＳＡ）の直列感知信号（ＳＳａ）の電圧レベル（Ｖａ）とは実質的に同一である。
【００７６】
図９Ａの波形は、電圧レベル（Ｖｂ）が電圧レベル（Ｖａ）より低い、いわゆるシャドーモード（shadow  mode）と呼ばれる感知モードでの感知信号波形であり、図９Ｂの波形は、電圧レベル（Ｖｂ）が電圧レベル（Ｖａ）より高い、いわゆるバックライトモード（backlight  mode）と呼ばれる感知モードでの感知信号波形である。
シャドーモードは、外部光の強さが相対的に大きな場合（明るい場合）に現れる。この場合、遮光部材２２０及び/又は反射電極１９４によって反射されたバックライト光より外部光が大きいので、電圧レベル（Ｖｂ）が電圧レベル（Ｖａ）より小さくなる。ここで、接触位置［Ｘ（ＰT）］では、直列感知信号（ＳＳｔ）で測定される電圧レベルとして、基準感知部（ＰＳＢ）の直列感知信号（ＳＳｂ）の電圧レベル（Ｖｂ）が測定される。また、接触位置［Ｘ（ＰT）］以外の電圧レベルとして、直列感知信号（ＳＳａ）の電圧レベル（Ｖａ）が測定される。一方、バックライトモードは、外部光の強さが小さな場合（暗い場合）に現れるが、この場合、不透明部材（ＯＭ１）によって反射されたバックライト光が他部の光より大きいので、電圧レベル（Ｖｂ）が電圧レベル（Ｖａ）より大きくなる。
【００７７】
演算部８３２は、電圧レベル（Ｖｂ）が電圧レベル（Ｖａ）より小さい場合は、シャドーモードであると判断する。そして、図９Ａに示すように、演算部８３２は、電圧レベル（Ｖａ）に対応するデジタル感知データ（ＤＳＳａ）から所定値（Δ１）を減算したデジタル基準データ（ＤＶｕ）と、電圧レベル（Ｖｂ）に対応するデジタル感知データ（ＤＳＳｂ）から所定値（Δ２）を減算したデジタル基準データ（ＤＶｌ）とを生成し、デジタル−アナログ変換器８３４に伝送する。ここで、デジタル基準データ（ＤＶｕ）は電圧レベル（Ｖｕ）に対応し、デジタル基準データ（ＤＶｌ）は電圧レベル（Ｖｌ）に対応する。
【００７８】
これと違って、演算部８３２は、電圧レベル（Ｖａ）が電圧レベル（Ｖｂ）より小さい場合は、バックライトモードであると判断する。そして、図９Ｂに示すように、演算部８３２は、電圧レベル（Ｖｂ）に対応するデジタル感知データ（ＤＳＳｂ）に所定値（Δ３）を加算したデジタル基準データ（ＤＶｕ）と、電圧レベル（Ｖａ）に対応するデジタル感知データ（ＤＳＳａ）に所定値（Δ４）を加算したデジタル基準データ（ＤＶｌ）とを生成し、デジタル−アナログ変換器８３４に伝送する。
【００７９】
デジタル−アナログ変換器８３４は、演算部８３２からのデジタル基準データ（ＤＶｕ、ＤＶｌ）を受け、これをアナログ基準信号（Ｖｕ、Ｖｌ）に各々変換して伝送する。
比較部８３６は、２個の比較器（ＣＡ、ＣＢ）からなるいわゆる窓比較器（window  comparator）を含む。比較器（ＣＡ）の非反転端子（＋）はデジタル−アナログ変換器８３４のアナログ基準信号（Ｖｕ）に連結されており、反転端子（−）は感知信号調整部８１０の直列感知信号（ＳＳｔ）に連結されている。比較器（ＣＢ）の非反転端子（＋）は感知信号調整部８１０の直列感知信号（ＳＳｔ）に連結されており、反転端子（−）はデジタル−アナログ変換器８３４のアナログ基準信号（Ｖｌ）に連結されている。比較器（ＣＡ、ＣＢ）の出力端子は、抵抗（Ｒ）を通して高電圧（Ｖｈｉｇｈ）に連結されている。
【００８０】
比較器（ＣＡ、ＣＢ）は、非反転端子（＋）に入力される信号の大きさが反転端子（−）に入力される信号の大きさより大きい場合にハイレバルを出力し、その反対である場合にローレベルを出力する。
したがって、図１０に示したように、直列感知信号（ＳＳｔ）がアナログ基準信号（Ｖｌ）とアナログ基準信号（Ｖｕ）との間の値を有すれば比較器（ＣＡ、ＣＢ）は全てハイレバルを出力し、比較部８３６の出力電圧（Ｖｏｕｔ）は高電圧（Ｖｈｉｇｈ）になる。直列感知信号（ＳＳｔ）がアナログ基準信号（Ｖｕ）より大きければ比較器（ＣＡ）がローレベルを出力し、直列感知信号（ＳＳｔ）がアナログ基準信号（Ｖｌ）より小さければ比較器（ＣＢ）がローレベルを出力し、この二つの場合、比較部８３６の出力電圧（Ｖｏｕｔ）は低電圧（Ｖｌｏｗ）になる。
【００８１】
出力部８３８は複数の論理積素子（ＡＮＤ  ｇａｔｅ）を含む。例えば、アナログ−デジタル変換器８２０の出力データのビット数が８ビットである場合には、出力部８３８は８個の論理積素子（ＡＧ０−ＡＧ７）を含む。論理積素子（ＡＧ０−ＡＧ７）の一つの入力端子はアナログ−デジタル変換器８２０の出力端子に各々連結され、他の入力端子は互いに連結されており、比較部８３６の出力端子に連結されている。
【００８２】
出力部８３８は、比較部８３６の出力電圧（Ｖｏｕｔ）によってアナログ−デジタル変換器８２０からのデジタルデータ（ＤＶｉｎ）を選択的に出力する。つまり、出力電圧（Ｖｏｕｔ）が高電圧（Ｖｈｉｇｈ）であれば、アナログ−デジタル変換器８２０のデジタルデータ（ＤＶｉｎ）をそのまま出力し、低電圧（Ｖｌｏｗ）であればアナログ−デジタル変換器８２０のデジタルデータ（ＤＶｉｎ）を二進数である“００００００００”である値に変換して出力する。結局、本発明の実施例による感知信号処理部８００は、直列感知信号（ＳＳｔ）がアナログ基準信号（Ｖｌ、Ｖｕ）の間の値を有すれば、直列感知信号（ＳＳｔ）に相当するデジタルデータ（ＤＶｉｎ）を外部装置に出力し、アナログ基準信号（Ｖｌ、Ｖｕ）の間を超えれば、直列感知信号（ＳＳｔ）に相当するデジタルデータ（ＤＶｉｎ）の代わりに“００００００００”を出力する。
【００８３】
図９Ａ及び図９Ｂに示したように、接触位置を判断するために必要な信号は、接触された位置［Ｘ（ＰT）］周辺の直列感知信号（ＳＳｔ）であり、接触位置［Ｘ（ＰT）］以外の電圧レベル（Ｖａ）周辺の直列感知信号（ＳＳｔ）は接触位置判断に影響を与えない信号である。よって、電圧レベル（Ｖａ）周辺の信号を“００００００００”の値に変換して出力することにより、外部装置は接触された位置［Ｘ（ＰT）］周辺の感知信号のみを対象にして接触位置を判断することができる。
【００８４】
以下では、本発明の一つの実施例による液晶表示装置の感知信号処理部の出力信号について空間的に説明する。
図１１Ａは、従来の液晶表示装置の感知信号処理部の出力感知信号を２Ｄに示した概略図であり、図１１Ｂは、本発明の一つの実施例による液晶表示装置の感知信号処理部の出力感知信号を２Ｄに示した概略図である。
【００８５】
図１１Ａに示したように、従来の液晶表示装置での感知信号処理部の出力信号は、接触領域（ＴＡ）以外の領域に対して感知信号（ＶA）周辺の値を有するようになる。そのため、外部装置は、感知信号処理部の出力データ全体に対して所定のアルゴリズムを適用して接触位置を判断する。
しかし、本発明の一つの実施例による液晶表示装置の感知信号処理部は、図１１Ｂに示したように、接触領域（ＴA）に対してのみ直列感知信号（ＳＳｔ）に相当するデータを出力し、その他の領域に対しては“００”（hex）を出力する。したがって、外部装置は、“００”であるデータは接触位置判断アルゴリズムから除いて接触位置を判断することができ、外部装置が処理するデータの数が減少するので、接触位置を判断する時間を短縮することができる。
【００８６】
本発明の実施例では、感知信号処理部８００が出力する感知信号を外部装置が受けて接触位置を判断することについて説明したが、液晶表示装置内部に別途のプロセッサーを備えて接触位置を判断させることもできる。
また、本発明の実施例では、表示装置として液晶表示装置を対象にして説明したが、これに限定されず、感知部を内蔵する平板表示装置、例えば、プラズマ表示装置、有機発光表示装置などのような表示装置を対象にして同一に適用することができる。
【００８７】
以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者のいろいろな変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の一つの実施例による液晶表示装置のブロック図。
【図２】本発明の一つの実施例による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図。
【図３】本発明の一つの実施例による液晶表示装置の配置図の一例。
【図４】図３の液晶表示装置のＩＶ−ＩＶ´による断面図。
【図５】各々図３の液晶表示装置のＶ−Ｖ´線による断面図。
【図６Ａ】本発明の一つの実施例による液晶表示装置の基準感知部を示した概略図（１）。
【図６Ｂ】本発明の一つの実施例による液晶表示装置の基準感知部を示した概略図（２）。
【図７】図６Ａ及び図６Ｂに示されている基準感知部が液晶表示板組立体に実装される位置を示した概略図。
【図８】本発明の一つの実施例による液晶表示装置の感知信号処理部を示したブロック図。
【図９Ａ】本発明の一つの実施例による液晶表示装置の感知部の感知信号を示した図（１）。
【図９Ｂ】本発明の一つの実施例による液晶表示装置の感知部の感知信号を示した図（２）。
【図１０】本発明の一つの実施例による液晶表示装置の比較部の入出力信号の関係を示した図。
【図１１Ａ】従来の液晶表示装置の感知信号処理部の出力感知信号を２Ｄに示した概略図。
【図１１Ｂ】本発明の一つの実施例による液晶表示装置の感知信号処理部の出力感知信号を２Ｄに示した概略図。
【符号の説明】
【００８９】
３  液晶層
１００、２００  表示板
１１０、２１０  基板
１２１ａ  映像走査線
１２１ｂ  感知走査線
１２２  制御電圧線
１２４ａ、１２４ｃ、１２４ｂ  制御端子電極
１３１、１３７  維持電極線
１４０  絶縁膜
１５１ａ、１５４ｃ、１５４ｂ、１５２  半導体
１６１ａ、１６３ｃ、１６３ａ、１６５ｃ、１６５ａ、１６３ｂ、１６５ｂ  接触部材
１７１ａ  データ線
１７２  入力電圧線
１７１ｂ  感知信号線
１７５ｃ、１７５ａ  出力端子電極
１７３ｂ  入力端子電極
１８０、１８０ｐ、１８０ｑ  保護膜
１８５  接触孔
１９０、１９２、１９４  画素電極
１９５  透過領域
１９９  開口部
２２０  遮光部材
２３０  色フィルター
２５０  蓋膜
２７０  共通電極
３００  液晶表示板組立体
４００  映像走査部
５００  データ駆動部
５５０  階調電圧生成部
６００  信号制御部
７００  感知走査部
８００  感知信号処理部
８１０  感知信号調整部
８２０  アナログ−デジタル変換器
８３０  感知信号抽出部
８３２  演算部
８３４  デジタル−アナログ変換器
８３６  比較部
８３８  出力部
【図１】
2006146935.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2006146935.tif 000009
【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
2006146935.tif 000013
【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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